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基于PIC32單(dan)片(pian)機(ji)為中心的電子防盜liao)低(di)成杓/h1>

1項(xiang)目概述(shu)

1.1 研xin)磕諶/p>

本項(xiang)目主要是完成具有防lai)?bao)、防被偷及門禁功(gong)能的新生嬰兒防盜liao)低(di)逞芯(xin)坑朧迪(di)鄭 嚀ti)工作(zuo)包括以下部分︰

系di)郴竟gong)能︰

建(jian)立(li)主動式電子標簽(紐(niu)扣電池供(gong)電);

實di)佷緣繾穎昵┤侗鷯胗Υ鸕腦畝du)器;

研xin)a href='http://www.elecfans.com/tags/pi/' target='_blank' class='arckwlink_hide'>PIC32單(dan)片(pian)機(ji)的中心處理硬件的開發;

在相(xiang)關的出口建(jian)立(li)檢測器;

建(jian)立(li)異常情(qing)況(kuang)處理機(ji)制,例如(ru)嬰兒標記(ji)被破壞,標記(ji)檢測不到,嬰兒進去非(fei)法區域等(deng),系di)扯雜(za)諳xiang)應的情(qing)況(kuang)進行相(xiang)關的處理;

擴展功(gong)能︰

實di)鐘胍yi)院網絡連(lian)接,並和醫(yi)院的包圍中心進行聯動;

可(ke)以加入電子溫(wen)度感應,對新生嬰兒進行體(ti)溫(wen)測量,防止嬰兒發燒或者(zhe)低(di)燒,發現較晚(wan)引(yin)起不良的結果。

1.2 開發背景(jing)

無線射頻識別(RFID)技術是一項(xiang)已經存在數(shu)十年的應用技術,其在物流與供(gong)應連(lian)接領域的應用才(cai)剛剛起步,在其他領域的應用也還(huai)處于早期階段。RFID具有非(fei)可(ke)視識別、識別距離較遠、環境適應性強、具有唯一的ID號、偽造與克隆困(kun)難、數(shu)據可(ke)以現場改寫和數(shu)據存儲量較xi)蟺奶氐恪=jin)年來(lai),RFID技術在許多(duo)方面(mian)取得長(chang)足(zu)的進步。

醫(yi)院每天都(du)有新生嬰兒誕生,由于新生嬰兒外貌特征相(xiang)似(si),且沒有理解和表達能力,若不加以za)行xiao)標識往往會造成嬰兒錯抱(bao)及嬰兒被盜等(deng)問題,給醫(yi)院及嬰兒家庭帶來(lai)災難性的後果。為了有效(xiao)避免這種問題的出現,我(wo)們(men)設計ping)艘恢只FID技術的嬰兒防盜liao)低(di)常 芄懷溝追樂褂?諞yi)院內被盜,有效(xiao)保護嬰兒的安全(quan)。無線射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術是一種非(fei)接觸式的自(zi)動識別技術,可(ke)通過射頻信號自(zi)動識別目標對象.無需可(ke)見光源,具有穿透性,無需與目標直接接觸就可(ke)以獲取數(shu)據。

醫(yi)院是人員復(fu)雜(za)、流動量又非(fei)常大的公共(gong)場所。近(jin)年來(lai),新生嬰兒在醫(yi)院被丟失(shi)、盜竊的事件經常發生,傳(chuan)統的嬰兒監(jian)護管理通常由采用可(ke)視識別文字、條(tiao)碼、卡片(pian)來(lai)識別的人工看護管理方式,該管理方式往往容易因錯誤識別而(er)導致被調換和被盜竊事件發生,給醫(yi)院和家屬(shu)帶來(lai)巨大損失(shi)和影(ying)響。

在此提出一種全(quan)新的基于RFID技術的新生兒電子防盜liao)低(di)秤τ蒙杓品槳an),由于RFID具有遠距離非(fei)接觸快速(su)準確的讀(du)取特性,非(fei)常適合用來(lai)對新生兒特征信息進行讀(du)取和監(jian)控(kong),系di)持惺shu)據處理更加合理科學,系di)吃誦鋅ke)靠.

現在,新生兒病區由于缺乏可(ke)靠的嬰兒識別產品,采用的是一塊膠布,上面(mian)寫著病人的病床號,貼(tie)在病兒的頭部和手(shou)部,它是該病人在整個住院期間(jian)重要標識,由于膠布在洗(xi)澡、頭皮輸液後都(du)需要重新填貼(tie)。另外,新生兒皮膚嬌嫩(nen),如(ru)果病人住院時間(jian)較長(chang),皮膚都(du)會出現紅腫等(deng)皮膚過敏現象,經常引(yin)起病人家屬(shu)的不滿,造成不必要的醫(yi)療糾紛。為防止皮膚過敏,每天都(du)要換地方重新粘貼(tie),同時手(shou)寫資(zi)料(liao)可(ke)能太潦(liao)草難以辨(bian)認,有時無法獲得正確信息,而(er)且重復(fu)書寫導致工作(zuo)負(fu)擔加重。基于上述(shu)原(yuan)因,我(wo)們(men)借助(zhu)現代無線網絡技術在醫(yi)院的廣泛使用,將RFID(Radio Frequency ID)技術引(yin)進到醫(yi)院新生兒管理上來(lai),做(zuo)了一些(xie)嘗試。本文提出一種基于RFID的嬰兒監(jian)護系di)秤τ媚mo)型,通過對RFID的數(shu)據采集、傳(chuan)輸、處理、存儲、管理的流程闡述(shu)了RFID的新的應用模(mo)式結構,旨(zhi)在對RFID的企業(ye)應用模(mo)型給出些(xie)借鑒的方案(an)。

1.3 項(xiang)目的意義

近(jin)年來(lai),新生嬰兒在醫(yi)院被盜的事件頻頻發生,傳(chuan)統的嬰兒管理通常采用可(ke)視識別條(tiao)碼、卡片(pian)來(lai)識別的人工看護管理方式,新生嬰兒往往特征相(xiang)似(si)而(er)難以區分,而(er)且其本身(shen)的理解和表達能力欠缺,如(ru)果不加以za)行xiao)地標識往往會造成錯誤識別而(er)被調換,結果會給事件所涉(she)及的各方帶來(lai)ci)蘅ke)挽回的巨大影(ying)響。因此克服了傳(chuan)統的用做(zuo)與網絡實時通信的監(jian)管系di)如(ru)下圖)具有接口不足(zu),並且ye)幣yi)院局域網出現故障時會出現信息的滯(zhi)後性。以及an)慕舜chuan)統應答機(ji)制,實di)種zhi)能化管理。

基于PIC32單(dan)片(pian)機(ji)為中心的電子防盜��liao)低(di)成杓�� src=

圖1 傳(chuan)統醫(yi)院嬰兒防盜liao)低(di)晨蟯/p>

我(wo)們(men)將傳(chuan)統系di)車鬧屑jian)件,以及傳(chuan)統系di)懲 yi)院局域網進行的數(shu)據分析以及與相(xiang)關業(ye)務(wu)平(ping)台向對za)Φ目kong)制操作(zuo),集成在一塊MCU嵌入式系di)持校 汕度朧較低(di)匙zuo)出智(zhi)能的判斷(duan)。實di)至訟低(di)稱ping)台的多(duo)功(gong)能化,以及微小(xiao)型化,通用性增強。可(ke)以加入更多(duo)的模(mo)塊功(gong)能,實di)中律?芾淼耐耆quan)智(zhi)能化。

2 詳(xiang)細設計

本部分主要介紹基于RFID的新生嬰兒防盜,防lai)?bao)系di)車淖芴ti)思路(lu)和研xin)糠較潁 謔凳└討鋅ke)能存在修改和變化。

2.1系di)痴ti)框圖

基于PIC32單(dan)片(pian)機(ji)為中心的電子防盜��liao)低(di)成杓�� src=

圖2 RFID部分原(yuan)理圖

2.2功(gong)能描述(shu)

1..基本功(gong)能︰

(1)這里(li)我(wo)們(men)所采用的基于PIC32的中心控(kong)制系di)常 褂he PIC32 Ethernet Starter Kit開發板是一個功(gong)能強大的微控(kong)制器開發板,並且其適用于嵌入式控(kong)制和機(ji)器人工程設計ping) 頡Wzuo)為檢控(kong)系di)車鬧行目kong)制芯(xin)片(pian),以及與事件相(xiang)關處理人員進行通訊(xun)。其接受應答器發送的信息與數(shu)據,並對數(shu)據進行分析,進行xin) 返畝ㄎ唬 凳倍  南允境魷衷謁械繾穎昵┐淖zhuang)態,可(ke)以實時查看。並判斷(duan)出故障的地方與相(xiang)應的編號。

(2)采用以每一個嬰兒或者(zhe)其他監(jian)護人員配(pei)用一個電子標簽,電子標簽是采用主動性電子標簽,使用紐(niu)扣型電池,具有xie)?zuo)可(ke)靠性高,作(zuo)用距離遠等(deng)優點。

(3)應答器則是用來(lai)感應電子標簽,在所裝有應答器的空間(jian)對所有的電子標簽進行識別和地方確認。

(4)觸摸式液晶顯示,用于設置(zhi)初始狀(zhuang)態,以及增加電子標簽和減少電子標簽(當嬰兒期滿出院,或者(zhe)有新生兒出生)進行相(xiang)應的狀(zhuang)態輸入,以及數(shu)據的查詢。以及顯示對現狀(zhuang)的實時顯示,以及對突發狀(zhuang)況(kuang)的特殊顯示(例如(ru)事故發生地點等(deng))。

(5)如(ru)果有更多(duo)需要,則通過網絡或者(zhe)GPRS等(deng)方式對相(xiang)關人員進行通知,要求進行查證。也可(ke)以通過網絡與醫(yi)院的網絡中心進行通訊(xun),並且定時的將數(shu)據進行備份記(ji)錄。

2.擴展功(gong)能︰

(1)可(ke)以在模(mo)塊中加入其它生物,物理,化學等(deng)方面(mian)的傳(chuan)感器,對相(xiang)應的狀(zhuang)況(kuang)進行預警(jing)處理,例如(ru)在電子標簽中加入溫(wen)度感應,並且yi) ke)疑的情(qing)況(kuang)進行匯(hui)報,防止嬰兒或者(zhe)病患的高燒或者(zhe)低(di)燒,導致問題的發生,進一步的保障病人的生命安全(quan)。

(2)可(ke)以在應答器中加入對氣體(ti)的感應模(mo)塊,有效(xiao)的檢測空氣中的氣體(ti)成分,並對其分析,如(ru)果出現火災等(deng)事故,或者(zhe)其他氣體(ti)的泄(xie)露等(deng)可(ke)以通過警(jing)報,並對相(xiang)應的情(qing)況(kuang)進行適時的處理。

2.3硬件設計

中心控(kong)制模(mo)塊

PIC32的主頻可(ke)以達到80MHz,其帶有512K閃存,128K的RAM,以及集成的DMACANUSB總線。可(ke)以完好的實di)直舊杓浦械氖shu)據處理,以及數(shu)據存儲和與以太網通信的功(gong)能。通過以太網實di)佷栽畝du)器所采集數(shu)據的接收以及an)菔shu)據迅速(su)的做(zuo)出相(xiang)應的判斷(duan),以及可(ke)以通過此網絡實di)鐘胍yi)院網絡的通訊(xun),以及an)菰yuan)始數(shu)據進行相(xiang)關判斷(duan)並做(zuo)出指示和控(kong)制。

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圖3 中心模(mo)塊

觸摸屏(ping)模(mo)塊(人工輸入輸出顯示模(mo)塊)

我(wo)們(men)所采用的是北京迪(di)文科技有限公司的只能顯示終端DP104B,其帶有與PC機(ji)的DB9串口連(lian)接,可(ke)以實di)鐘C機(ji)的一致性,以及RS485接口,可(ke)以很好的與中心控(kong)制模(mo)塊實di)質shu)據的傳(chuan)輸。迪(di)文智(zhi)能采用的是16位的顏色模(mo)式,最多(duo)可(ke)以表現65536種顏色,和可(ke)以接受外部訪問的32MB用戶存儲器。完全(quan)的可(ke)以達到我(wo)們(men)系di)呈迪(di)質凳畢允鏡囊 蟆R約翱ke)以在觸摸鍵盤(pan)上實di)佷韻低(di)車納柚zhi),以及一些(xie)數(shu)據的調用和改變,當一個嬰兒出院或者(zhe)一個新生嬰兒出生時適當的設置(zhi)。並且可(ke)以根據需求提供(gong)動態數(shu)據統計顯示。

電子標簽與閱讀(du)器

電子標簽采用的射頻模(mo)塊是nRF2401,其具有xie)gong)耗低(di),體(ti)積小(xiao),成本低(di),便(bian)攜性強等(deng)優點,它是一款新型的單(dan)片(pian)射頻收發器件,內置(zhi)頻率(lv)合成器,功(gong)率(lv)放(fang)大器晶體(ti)振蕩器,調制器等(deng)功(gong)能模(mo)塊。其輸出功(gong)率(lv)和通信頻道可(ke)通過程序進行配(pei)置(zhi),本系di)巢捎.4GHz的頻率(lv)。采用3V內置(zhi)紐(niu)扣電池提供(gong)電源供(gong)電,可(ke)以實di)種鞫 允侗稹/p>

閱讀(du)器所使用的是nRF2401模(mo)塊,並采用3.3V直流供(gong)電,帶有RS485等(deng)接口,以及TCP/IP接口,實di)鐘胍蘊 耐ㄐ擰/p>

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圖4電子標簽與閱讀(du)器原(yuan)理圖

2.4 軟件設計

主要流程︰

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圖5 應答器流程圖

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圖6 中心處理流程圖
責任編輯;zl

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